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采用扩展频谱方法减少EMI同题(上)

      电子产品的时钟频率和信号速度的增加使EMI问题更加严重,而扩展频谱的方法对信号进行调制,将信号能扩展到一个较宽的频率范围内,有效地抑制了系统的EII。本文详细阐述了该方法,并介绍了降低EMI的一般设计规则和技巧。

      随着PC和工作站时钟速度的进一步提高,电磁辐射干扰也在增强,辐射干扰主要由基频和低阶谐波产生,而这些频率为主要的无线电FM波段所覆盖,所以会产生信号干扰。为了规范无线通信,相关管理机构严格限制PC以及任何可能使用时钟,并导致发射的电子设备所产生的电磁辐射。

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      诸如时钟、数据、地址和控制信号等,几乎任何电信号的快速信号沿变化都会产生电磁辐射,随着人们对电子设备的性能需求越来越高,时钟速度也在不断提高。为了满足越来越严格的建立时间和保持时间需求,信号的跳变沿变得越来越快。

      建立时间是指时钟信号上升沿之前,数据脉冲必须稳定建立的时间,而保持时间是指时钟沿之后数据脉冲必须维持稳定的时间。时钟信号通常不仅仅只连接到一个或者两个器件上,而是分布在整个印刷电路板上。时钟线上的存储器和其它负载的增加都会导致电磁辐射急剧增强。EMI线性正比于电流、电流环路的面积以及频率的平方,即EMI=kIA..…,其中I是电流,A是环路面积,f是频率,k是与电路板材料和其它因素有关的一个常数。

      BI翻射分两种类型:差模辐射和其模辐射,差模辐射是由PC插卡和主板上信号线与地之间形成的电流环路而产生的,该环路实际上就是一个天线,对外可能产生超出FCC限制的EMI;共模辐射则是由局部地噪声注入到PC的I/0线或者电缆上而产生的。这些电缆和PCB线通常都很长,因而也构成了可以产生辐射的天线。

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      一直以来,电磁屏蔽是降低EMT普遍的方法,但是在某些情况下该方案并不可行,这促使设计工程师去探索更可行也更有效的方法来减少辐射,扩展频谱的方法就是其中一种很有效的方法。

      扩展频谱方法对信号进行调制,将信号能量扩展到一个比较密的频率范围上,实际上,该方法是对信号的一种受控的调制,这种方法不会明显增加时钟信号的抖动。实际中的应用证明扩展频谱技术是有效的,不同的调制度可以将辐射降低7到20dB。

      扩展插滥的方法主项用王方波信号。方波信身包含基摘分量和基频信号的奇次谐波分量,能量也分布在基颇信号和谐波分量中。由于频谱密度以回频率成反比的方式滚隆,因此谐波能量随频率的增加呈级数降低。

本文分上中下三段,点击阅读下文:

1、采用扩展频谱方法减少EMI同题(中)

2、采用扩展频谱方法减少EMI同题(下)

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